[發明專利]功率MOSFET器件

有效

• 申請號: 201710768035.3
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107611124B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 王飛
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L27/088
• 分類號: H01L27/088;H01L29/06;H01L29/10;H01L29/423
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

1.一種功率MOSFET器件，其特征在于：功率MOSFET器件由多個功率MOSFET單元并聯形成；各所述功率MOSFET單元包括：柵極結構，溝道區，源區，漏區；被所述柵極結構覆蓋的所述溝道區表面用于形成溝道；

各所述功率MOSFET單元的柵極結構都連接到由正面金屬層組成的柵極；各所述功率MOSFET單元的源區都連接到由正面金屬層組成的源極；各所述功率MOSFET單元的漏區都連接到由正面金屬層組成的漏極；

所述功率MOSFET器件為超結器件，超結器件包括由P型柱和N型柱交替排列形成的超結結構，由一個所述P型柱和一個所述N型柱組成一個超結單元；所述功率MOSFET器件形成于所述超結結構上；

由所述溝道區的摻雜濃度確定對應的所述功率MOSFET單元的閾值電壓，所述功率MOSFET器件的并聯的各所述功率MOSFET單元的閾值電壓在滿足小于各所述功率MOSFET單元的開啟時柵極電壓的范圍內分成不同等級，在所述功率MOSFET器件的開啟和關斷過程中使各所述功率MOSFET單元按照閾值電壓的等級分布依次開啟和關斷，延長所述功率MOSFET器件的開啟和關斷時間，以降低反向恢復的最大電流值和反向恢復過程中在漏極上產生的電勢。

2.如權利要求1所述的功率MOSFET器件，其特征在于：所述功率MOSFET器件的并聯的各所述功率MOSFET單元的閾值電壓分成兩個等級以上，一個等級對應于一個閾值電壓的值。

3.如權利要求2所述的功率MOSFET器件，其特征在于：所述閾值電壓的值的范圍為2V～5V。

4.如權利要求1或2或3所述的功率MOSFET器件，其特征在于：相鄰等級之間的所述閾值電壓的值的差異為0.1V～0.5V。

5.如權利要求1或2所述的功率MOSFET器件，其特征在于：不同等級的所述閾值電壓對應的所述溝道區的面積相同或不同。

6.如權利要求2所述的功率MOSFET器件，其特征在于：不同等級的所述閾值電壓對應的所述溝道區在所述功率MOSFET器件的器件單元區域內為分開排列或交錯排列。

7.如權利要求6所述的功率MOSFET器件，其特征在于：所述功率MOSFET器件的并聯的各所述功率MOSFET單元的閾值電壓分成兩個等級，所述溝道區分成兩種摻雜；在俯視面上：

兩種摻雜的所述溝道區呈條狀結構且交替排列；

或者，第一種摻雜的所述溝道區位于中央區域，第二種摻雜的所述溝道區環繞在第一種摻雜的所述溝道區的周側；

或者，兩種摻雜的所述溝道區都呈方塊結構，兩種摻雜的所述溝道區在橫向和縱向交替排列形成格子狀陣列結構；

或者，中央區域包括第一種摻雜的所述溝道區，從中央區域往外依次形成有呈環狀的第二種摻雜和第一摻雜的所述溝道區交替排列的結構。

8.如權利要求7所述的功率MOSFET器件，其特征在于：各所述超結單元上形成有一個所述功率MOSFET單元。

9.如權利要求8所述的功率MOSFET器件，其特征在于：所述功率MOSFET單元的所述柵極結構為溝槽柵結構，包括形成于所述N型柱頂部的柵極溝槽，形成于所述柵極溝槽的底部表面和側面的柵介質層和填充于所述柵極溝槽中的多晶硅柵；在所述柵極溝槽側面的所述N型柱表面形成有所述溝道區，所述溝道區還橫向延伸到所述P型柱的頂部表面，被所述多晶硅柵側面覆蓋的所述溝道區的表面用于形成溝道。

10.如權利要求9所述的功率MOSFET器件，其特征在于：所述柵介質層為柵氧化層。

11.如權利要求9所述的功率MOSFET器件，其特征在于：所述溝道區由P阱疊加閾值電壓調節注入區組成。